Numérisation de la surveillance des tunnels pour la phase de construction

Worldsensing s'est joint à Jim Rush, le rédacteur en chef et éditeur du Tunnel Business Magazine, pour un webinaire afin de discuter de la façon dont les systèmes de surveillance sans fil aident à suivre les performances, à identifier les problèmes et à réduire les risques opérationnels pendant les projets de construction de tunnels. La directrice du marketing de Worldsensing, Karen Figueroa, a animé un panel d'intervenants comprenant :

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- Christina Lafuente: Ingénieur géotechnique et consultante en gestion de projet pour plusieurs projets de tunneliers en Espagne et aux États-Unis.
- Dr. Dots Oyenuga: Expert en géotechnique et tunnelier avec plus de 40 ans d'expérience dans l'instrumentation géotechnique et tunnelière.
- David Gomez: Expert en surveillance sans fil dans des contextes géotechniques et ingénieur industriel avec plus de 7 ans d'expérience à aider les entreprises industrielles à transformer leurs opérations grâce aux technologies IoT aux États-Unis.

La sécurité a toujours été l'un des défis les plus critiques auxquels l'industrie du creusement de tunnels a été confrontée, surtout si l'on considère que la moitié des projets de construction utilisent encore des relevés de données manuels - ce qui est à la fois risqué et coûteux - ou des câbles, qui peuvent être coûteux et peu pratiques, surtout en ce qui concerne l'arrêt du trafic - ce qui signifie que dans les projets de creusement de tunnels, la pose de câbles entraîne l'interruption des projets. En revanche, les systèmes sans fil augmentent l'efficacité et réduisent les coûts, en facilitant le processus de surveillance grâce à l'automatisation. Les entreprises n'ont plus besoin de réfléchir à la manière dont elles vont effectuer les relevés. Le processus de surveillance automatique et à distance rend le lieu de travail plus sûr et améliore la conformité aux réglementations et normes industrielles. Les experts de ce webinaire explorent comment la surveillance sans fil peut être utilisée pour renforcer la gestion des risques et améliorer l'instrumentation et la surveillance dans les projets de tunnels, aidant ainsi les opérateurs à relever le défi de la sécurité.

Des informations en temps réel pour une gestion active des risques

La gestion active des risques basée sur des informations en temps réel dans les projets de tunnels ne peut être mise en œuvre que par la surveillance sans fil IoT. David note que "la technologie sans fil n'est pas nouvelle dans les secteurs de la géotechnique et de la construction, cependant les radios et systèmes sans fil qui existent depuis 20 ans ne sont pas optimisés pour les défis de la surveillance technique".

Les systèmes modernes utilisant les nouvelles technologies IoT pour la surveillance technique ont considérablement fait avancer les choses - en donnant aux opérateurs un plus grand contrôle sur la quantité de données qu'ils collectent de chaque capteur et à quel moment. Tous les systèmes de surveillance sans fil ne couvrent pas toutes les bases. Selon David, les systèmes réellement efficaces doivent présenter trois caractéristiques principales :

  • Wireless-ness
  • Signal à longue portée
  • Faible consommation d'énergie

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Dans le domaine du génie civil, la capacité à transmettre des données en continu sur de grandes distances sans avoir à utiliser d'infrastructure physique (comme des câbles) ou à risquer que les batteries tombent en panne, est essentielle pour une instrumentation et une surveillance efficaces. Les signaux sans fil doivent pouvoir atteindre de longues distances sous terre et traverser des murs d'une épaisseur de 4 mètres dans les bâtiments urbains ou les trous d'homme. "Ils doivent également faire l'objet d'une maintenance réduite et être durables. Le remplacement des batteries, par exemple, entraîne une interruption des travaux d'excavation et met la vie des travailleurs en danger", souligne David. Pour des relevés véritablement automatisés, les nœuds de données doivent pouvoir être configurés facilement et être connectés aux passerelles sans maintenance constante.

Surveillance sans fil pour éliminer les incidents potentiels

Selon l'expérience de Christina, la surveillance sans fil est de plus en plus populaire pour les projets de tunnels :
"En effet, un système de surveillance sans fil en temps réel permet aux opérateurs de tunneliers de réagir plus tôt à des situations potentiellement négatives, ce qui permet d'ajuster les opérations en conséquence et de réduire les actions correctives à long terme.

Cela réduit à son tour le temps d'arrêt des travaux d'excavation, ce qui permet d'économiser des coûts importants, donnant aux systèmes de surveillance sans fil un retour sur investissement presque garanti car, au final, leur coût total est minime par rapport au coût des actions correctives et du temps d'arrêt du système. Avec ce type de système, les coûts directs d'installation et de maintenance d'autres systèmes câblés ou techniquement complexes sont considérablement réduits.

Quatre éléments sont nécessaires pour adopter un système de surveillance sans fil IoT :

  1. Un champion interne de l'IdO
  2. Un système de surveillance sans fil total de bout en bout - un système de surveillance sans fil IoT avancé qui capture toutes les données des capteurs utilisés dans votre projet.
  3. Dispositifs tels que les nœuds de données
  4. Une phase de test initiale de validation du concept pour s'assurer que tout le matériel et le logiciel peuvent être soigneusement testés et ajustés en fonction des conditions réelles.

Projets de tunneliers en situation réelle

Fort de son expérience dans le cadre du projet Purple Line 2 du métro de Los Angeles, M. Oyenuga souligne les avantages de l'utilisation d'un système de surveillance sans fil en temps réel et à faible consommation d'énergie pour ce type de projet de construction de tunnel : "Beaucoup de projets de tunnel ont un mélange de systèmes. Ils peuvent utiliser 3 ou 4 systèmes parce que les opérateurs ont l'impression qu'ils doivent utiliser un système spécifique pour un certain type de capteur. Dans le cadre de notre projet, nous utilisons pour la première fois un système d'acquisition de données intégré et automatisé. Nous utilisons ce système pour à peu près tout - il est utilisé pour chaque capteur de surveillance que nous déployons.

colléImage0Carte du projet LA Metro Purple Line 2

Traiter les risques de manière efficace

Les principales difficultés rencontrées par les exploitants de projets d'excavation de tunnels sont généralement les risques liés à la santé et à la sécurité au travail, la nécessité de se conformer à des réglementations strictes et coûteuses en matière d'assurance et la nécessité d'effectuer une surveillance constante sans engager trop de dépenses. Les défis spécifiques à ce secteur comprennent la dispersion des points critiques à surveiller sur une vaste zone, un environnement de construction en constante évolution et, si l'on utilise des capteurs placés sur des câbles, la nécessité d'ajuster ces câbles à chaque étape du projet. La manière la plus efficace et la plus précise de relever ces défis est de regrouper les informations en temps réel, qui décrivent avec précision l'état des performances du projet de tunnelage et peuvent être utilisées par les décideurs pour mettre en œuvre l'action la plus appropriée, et de mettre en place des approches proactives de gestion des risques avec des seuils d'alarme et des plans de réponse. L'un des seuls moyens d'y parvenir est de mettre en œuvre un système de surveillance sans fil IoT, à faible puissance, nécessitant peu de maintenance, durable, compatible avec différents types de capteurs et de logiciels de surveillance, et recueillant continuellement des données en temps réel.

Quelles sont les perspectives pour l'industrie des tunnels ?

L'avenir du tunnel est dans l'IoT - une technologie qui offre aux opérateurs la possibilité de générer une plus grande efficacité en numérisant leurs opérations. Le type de gestion opérationnelle en temps réel que permettent actuellement les solutions de surveillance sans fil permettra à terme de créer des jumeaux numériques. Ces modèles de "jeu vidéo" du site de creusement de tunnels permettront aux exploitants de planifier à l'avance les éventuels incidents et de mettre en œuvre des actions pour les prévenir d'abord virtuellement, puis littéralement, améliorant ainsi l'efficacité de leurs opérations et réduisant considérablement les risques de creusement de tunnels.

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